【手続補正書】
【提出日】平成18年1月23日(2006.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  表面弾性波素子およびその製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  圧電体基板と、前記圧電体基板上に設けた櫛形形状のインターデジタルトランスデューサ電極と、前記インターデジタルトランスデューサ電極上に絶縁膜が形成され、かつ、前記インターデジタルトランスデューサ電極の電極間の前記圧電体基板面上には絶縁膜が形成されない構造を有してなる表面弾性波素子。
【請求項２】  前記絶縁膜はインターデジタルトランスデューサ電極上および両側面の一部まで形成した請求項１記載の表面弾性波素子。
【請求項３】  圧電体基板の表面上に櫛形形状のインターデジタルトランスデューサ電極を形成する工程と、前記インターデジタルトランスデューサ電極を形成した前記圧電体基板表面上にポジ型の感光性樹脂を塗布・乾燥する工程と、前記圧電体基板の前記インターデジタルトランスデューサ電極が形成されていない面側より前記感光性樹脂を感光するための光を照射して前記圧電体基板上に形成された前記感光性樹脂を露光する工程と、前記感光性樹脂の露光部分を現像により除去する工程と、前記インターデジタルトランスデューサ電極上の前記感光性樹脂を加熱硬化する工程を有する表面弾性波素子の製造方法。
【請求項４】  圧電体基板の表面上に櫛形形状のインターデジタルトランスデューサ電極を形成する工程と、前記インターデジタルトランスデューサ電極を形成した前記圧電体基板表面上にネガ型の感光性樹脂を塗布・乾燥する工程と、前記圧電体基板の前記インターデジタルトランスデューサ電極が形成されていない面側より前記感光性樹脂を感光するための光を照射して前記圧電体基板上に形成された前記感光性樹脂を露光する工程と、前記インターデジタルトランスデューサ電極上に形成された前記感光性樹脂を現像により除去する工程と、前記圧電体基板の前記インターデジタルトランスデューサ電極が形成された表面上に絶縁膜を形成する工程と、前記感光性樹脂を溶解除去すると同時に前記感光性樹脂上に形成された前記絶縁膜も除去する工程を有する表面弾性波素子の製造方法。
【請求項５】  前記インターデジタルトランスデューサ電極を形成した前記圧電体基板上に形成するネガ型の前記感光性樹脂の乾燥後の厚さを前記インターデジタルトランスデューサ電極の厚さより小さくした請求項４記載の表面弾性波素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面弾性波素子（ＳＡＷデバイス）およびその製造方法に関するもので、より詳しくは電極の保護膜とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＡＷデバイスの小型化のためにセラミックパッケージを用いた表面実装型が主流となっている。このようなパッケージ構造では、蓋部分のメッキによる微小な金属くずや蓋とパッケージを半田接続するときの半田の飛びちりによりＳＡＷデバイスのインターデジタルトランスデューサ電極部がショートしてしまい、使用に耐えられなくなることが生じていた。
【０００３】
このような金属くずによる不良を防止する方法として、従来は特開平６−１３２７７５号公報に記載されたものが知られている。図９は従来方式の構造を示しており、１は第１のパッケージ、２は第２のパッケージ、３は弾性表面波素子のパターン、４は導電性接着剤、５はリード線、６は弾性表面波素子のパターンが形成された基板の小片である。
【０００４】
この従来の方法は、第１のパッケージ１と、第２のパッケージ２とをそれぞれ作成し、弾性表面波素子のパターン３の一部もしくは全部を第１のパッケージ１で陽極接合により接合し、さらに金属で出来た第２のパッケージ２で弾性表面波素子全体を封じる２段構成としたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
金属くずのショートによる不良発生の防止は、出来る限りＳＡＷ特性に大きな影響を与えず、簡単な工程で低コストで製造できることが要求されている。本発明は、電極表面上にのみ絶縁膜を形成することにより簡単な工程で、かつ特性の大きな変動を生じさせずに、ショート防止を行うＳＡＷデバイスおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この問題を解決するために本発明は、櫛形形状のインターデジタルトランスデューサ電極の電極パターン形成後に感光性樹脂を塗布し、圧電体基板の裏面より電極パターンをマスクしたセルフアライメント方式で露光することで電極間の感光性樹脂のみを感光させて選択的な膜形成を可能とし、電極表面上にのみ絶縁膜を形成する構成としたものである。
【０００７】
これにより、絶縁膜は圧電体基板表面上には形成されないため表面弾性波素子特性を大きく変化させずにショート防止が可能であり、また表面に形成した絶縁膜をエッチングすることで周波数特性の調整も可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、圧電体基板と、前記圧電体基板上に設けた櫛形形状のインターデジタルトランスデューサ電極と、前記インターデジタルトランスデューサ電極上に絶縁膜が形成され、かつ、前記インターデジタルトランスデューサ電極の電極間の前記圧電体基板面上には絶縁膜が形成されない構造を有してなる表面弾性波素子であり、表面弾性波素子特性、特に挿入損失を増加させずに金属くずによるインターデジタルトランスデューサ電極のショートによる不良を防止できるという作用を有する。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記絶縁膜はインターデジタルトランスデューサ電極上および両側面の一部まで形成した請求項１記載の表面弾性波素子であり、ショート防止にはより大きな効果がある。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、圧電体基板の表面上に櫛形形状のインターデジタルトランスデューサ電極を形成する工程と、前記インターデジタルトランスデューサ電極を形成した前記圧電体基板表面上にポジ型の感光性樹脂を塗布・乾燥する工程と、前記圧電体基板の前記インターデジタルトランスデューサ電極が形成されていない面側より前記感光性樹脂を感光するための光を照射して前記圧電体基板上に形成された前記感光性樹脂を露出する工程と、前記感光性樹脂の露光部分を現像により除去する工程と、前記インターデジタルトランスデューサ電極上の前記感光性樹脂を加熱硬化する工程を有する表面弾性波素子の製造方法であり、インターデジタルトランスデューサ電極の電極パターンをマスクとしてセルフアライメント方式でのパターン形成と加熱硬化するのみで目的の絶縁膜を得る簡単な製造方法が実現するという作用を有する。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、圧電体基板の表面上に櫛形形状のインターデジタルトランスデューサ電極を形成する工程と、前記インターデジタルトランスデューサ電極を形成した前記圧電体基板表面上にネガ型の感光性樹脂を塗布・乾燥する工程と、前記圧電体基板の前記インターデジタルトランスデューサ電極が形成されていない面側より前記感光性樹脂を感光するための光を照射して前記圧電体基板上に形成された前記感光性樹脂を露光する工程と、前記インターデジタルトランスデューサ電極上に形成された前記感光性樹脂を現像により除去する工程と、前記圧電体基板の前記インターデジタルトランスデューサ電極が形成された表面上に絶縁膜を形成する工程と、前記感光性樹脂を溶解除去すると同時に前記感光性樹脂上に形成された前記絶縁膜も除去する工程を有する表面弾性波素子の製造方法であり、絶縁膜として非感光性材料を使用できることから使用できる材料の選択の幅が広がり、圧電体基板の材料に応じて最適な材料を用いることができるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の発明は、前記インターデジタルトランスデューサ電極を形成した前記圧電体基板上に形成するネガ型の前記感光性樹脂の乾燥後の厚さを前記インターデジタルトランスデューサ電極の厚さより小さくした請求項４記載の表面弾性波素子の製造方法であり、このような厚さに形成することで絶縁膜はインターデジタルトランスデューサ電極の表面から両端部の一部にかけて形成されるようになるために、金属くずによる電極のショート防止効果がより確実に行えるという作用を有する。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図１および図２を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の表面弾性波素子のインターデジタルトランスデューサ電極部の断面構造を示し、１は圧電体基板、２１はインターデジタルトランスデューサ電極、３１は本発明による絶縁膜である。
【００１５】
図１において、絶縁膜３１はインターデジタルトランスデューサ電極２１上に金属くず（図示せず）が半田封止時や封止後に蓋から落下してショートすることを防ぐ作用をするもので、ポジ型感光性ポリイミド膜より構成されている。
【００１６】
なお、この説明では絶縁膜はポジ型感光性ポリイミドで構成した例で説明したが、その他の有機樹脂、酸化シリコン、窒化酸化シリコン、オルガノシリケート等を用いても同様に実施可能である。
【００１７】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２の表面弾性波素子のインターデジタルトランスデューサ電極部の断面構造を示し、１は圧電体基板、２１はインターデジタルトランスデューサ電極、３１は本発明による絶縁膜である。
【００１８】
図２において、絶縁膜３１はインターデジタルトランスデューサ電極２１上に金属くず（図示せず）が半田封止時や封止後に蓋から落下してショートすることを防ぐ作用をするもので、酸化シリコン膜より構成されている。
【００１９】
本実施の形態においては、絶縁膜３１はインターデジタルトランスデューサ電極２１の表面上のみでなく、両側面の一部まで形成されており、金属くずによるショート防止をより確実に行えるという作用を有する。
【００２０】
なお、この説明では絶縁膜は酸化シリコン膜で構成した例で説明したが、その他の有機樹脂、窒化酸化シリコン、オルガノシリケート等を用いても同様に実施可能である。
【００２１】
【実施例】
次に本発明の具体例を説明する。
【００２２】
（実施例１）
図１に示した本実施の形態１の表面弾性波素子は以下のようにして作成した。まず、図３に示すような電極パターン構成（ａ）と等価回路構成（ｂ）を有する８７２ＭＨｚのラダー型表面弾性波フィルターを用いた。１は圧電体基板で、本実施の形態では３６°Ｙ−Ｘタンタル酸リチウム結晶を用いた。２はインターデジタルトランスデューサ電極、３は反射器電極で、これらはアルミニウム膜より作成されている。
【００２３】
このようなフィルタ素子が形成された基板を用いて作成したが、その作成工程を説明する素子の断面構成を図４に示す。図４（ａ）は図３に示したフィルタのインターデジタルトランスデューサ電極部の一断面を示す。１は圧電体基板で、２１はインターデジタルトランスデューサ電極である。電極が形成された面上にスピンコートによりポジ型感光性ポリイミド（日産化学（株）製）をインターデジタルトランスデューサ電極２１を含む圧電体基板全面に塗布し、プリベークを行い乾燥した。この膜形成状態を図４（ｂ）に示す。
【００２４】
次に図４（ｃ）に示すように、圧電体基板１の裏面から紫外光を照射して電極間のポジ型感光性樹脂を露光した。その後、露光された部分を現像液で除去して約３００℃で加熱硬化させることで、図１に示した構成の表面弾性波素子を作成した。このときの絶縁膜３１であるポリイミド膜の厚さは７０nmとしたが、周波数変化は２．５ＭＨｚほど初期値より小さくなったが、挿入損失は０．１ｄＢ以下の増加しか生じず、表面弾性波特性は実用上問題は見られなかった。
【００２５】
この素子について金属くずが落下したときのショート防止効果を調べた。評価方法は、約２０μｍの形状のＮｉ粒子をインターデジタルトランスデューサ電極上に数個落とした後に、Ｃ−Ｖチャージ法により電極間の絶縁性が破壊される電圧を求めた。
【００２６】
この結果は、絶縁膜であるポリイミド膜がない場合には１Ｖ以下の電圧で絶縁性が破壊されたが、７０nm形成した場合には１００Ｖ以上の電圧でも破壊しなかった。本実施例では膜厚を７０nmとしたが、ショート防止効果を得るための膜厚は４０nm以上あればよく、挿入損失が０．５ｄＢ以下まで許容するとすれば１５０nm以下とすることが望ましい。なお、同一条件でスピンコートして乾燥後、直ちに加熱硬化して電極間にも絶縁膜を形成した場合には挿入損失が０．５ｄＢとなった。
【００２７】
（実施例２）
水晶基板を用いて中心周波数が２２４ＭＨｚの発振子を用いて、ポジ型感光性ポリイミドを全面に塗布し乾燥後、基板裏面から紫外光を照射して、電極間の樹脂を感光させた後現像して樹脂を除去し、３００℃で加熱硬化して実施の形態１に示した構造の素子を形成した。
【００２８】
このようにして形成したポリイミド膜と、全面に塗布乾燥し直ちに加熱硬化して電極間にも絶縁膜を残した素子について、その膜厚を変えて周波数変化量と挿入損失との関係を求めた。この結果を図５に示す。
【００２９】
図において、（Ａ）は本発明による素子の特性で、（Ｂ）は全面にポリイミドを残した場合の素子特性である。同一条件で作成しているが、本発明による素子（Ａ）は周波数変化を生じても挿入損失は変化しない結果が得られたのに対して、全面にポリイミド膜を形成した素子（Ｂ）では周波数変化と同時に挿入損失も増加しており、電極間にポリイミド膜を形成しないことが素子特性への影響を少なくするのに大きな効果があることがわかった。この素子についてもショート防止効果を評価したが、ショート防止のために必要な膜厚は約４０nmであった。
【００３０】
（実施例３）
図１に示した本実施の形態１の表面弾性波素子は以下のようにして作成した。まず、図６に示すような電極パターン構成の表面弾性波素子上に絶縁膜３１を形成した。圧電体基板１は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）を用い、中心周波数は９０２ＭＨｚで、電極設計は縦モード方式である。素子のインターデジタルトランスデューサ電極部の断面形状を図７（ａ）に示す。
【００３１】
１は圧電体基板で、２１はインターデジタルトランスデューサ電極である。この基板上にネガ型の感光性フォトレジストを用いてスピンコートにより塗布し乾燥させた。このときの断面形状を図７（ｂ）に示す。図において、４１はネガレジストである。
【００３２】
この後、図７（ｃ）に示すように、基板裏面から紫外光を照射し、電極間に形成されているレジストを露光した。その後、現像を行うと図７（ｄ）に示すように電極上のレジストは除去されて電極表面が露出した状態となり、この面上にスパッタリングで酸化シリコン膜を約４０nm形成した（図７（ｅ））。
【００３３】
最後にネガレジストをアセトンにより除去すると同時にレジスト上の酸化シリコン膜も除去することで図２に示した実施の形態２の表面弾性波素子を作成した。このようにして作成した素子の特性は、周波数変化は１．５ＭＨｚで、挿入損失は０．０２ｄＢ以下の変化しかなかった。また、ショート防止効果をＣ−Ｖチャージ法で測定したが、７０Ｖ以上の耐圧があった。
【００３４】
なお、本実施例ではスパッタリングにより酸化シリコン膜を形成したが、本発明はスパッタリングに限定されるものではなく、真空蒸着や化学的気相反応（ＣＶＤ）でもよく、また、スピンコートや印刷、あるいはディッピング等の方法でもよく、成膜方式には特に限定されるものではない。また、絶縁膜としては酸化シリコンに限定されるものではなく、ネガレジストの剥離除去液で侵されず、電極膜材料の密度より小さく半田リフローに耐える耐熱性を有する材料であれば特に限定されることはない。
【００３５】
（実施例４）
図２に示した本実施の形態２の表面弾性波素子は以下のようにして作成した。まず、図６に示すような電極パターン構成の表面弾性波素子上に絶縁膜を形成した。基板はニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）を用い、中心周波数は９０２ＭＨｚで、電極設計は縦モード方式である。素子のインターデジタルトランスデューサ電極部の断面形状を図８（ａ）に示す。
【００３６】
１は圧電基板で、２１はインターデジタルトランスデューサ電極である。この基板上にネガ型の感光性フォトレジストを用いてスピンコートにより塗布し乾燥させた。このときのレジスト膜厚は図８（ｂ）に示すように電極膜厚よりやや薄く形成する。図において、４１はネガレジストである。
【００３７】
この後、基板裏面から紫外光を照射し、電極間に形成されているレジストを露光し、現像を行うと図８（ｃ）に示すように電極上のレジストは除去されて電極表面が露出した状態となり、この面上にスパッタリングで酸化シリコン膜を約４０nm形成した。このときの酸化シリコンは図８（ｄ）に示されるごとく電極表面のみでなく両側面部にも一部作成される。
【００３８】
最後にネガレジストをアセトンにより除去すると同時にレジスト上の酸化シリコン膜も除去することで図２に示した実施の形態２の表面弾性波素子を作成した。このようにして作成した表面弾性波素子は圧電体基板上には絶縁膜３１は形成されていないが、電極面上には表面のみでなく両側面の一部まで形成されておりショート防止にはより大きな効果があり、４０nmの膜厚でもＣ−Ｖチャージ法で１００Ｖの耐圧があった。周波数変化や挿入損失は実施例３とほぼ同一の結果であった。
【００３９】
（実施例５）
実施例２に示した水晶基板を用いた中心周波数が２２４ＭＨｚの発振子にポジ型感光性ポリイミドを約１５０nm形成した。このときの周波数は２２４．１ＭＨｚであり規格外であったが、この基板をＣＦ4とＯ2ガスの混合ガス雰囲気でドライエッチングを３０ｓ行った結果、周波数は２２４．０ＭＨｚと規格値にいれることが出来た。エッチング後のポリイミドの膜厚は５０nm程度は残っており、ショート防止効果は十分であった。
【００４０】
本実施例では基板状態でエッチングを行ったが、各々の素子に分割してパッケージにダイボンド、ワイヤ接続した後に真空中で周波数を測定しながらＣＦ4とＯ2ガスでドライエッチングを行い、目的の周波数でエッチングを終えることでより正確な周波数調整が可能であった。
【００４１】
なお、本実施例ではポリイミド膜をドライエッチングしたが、基板および電極材料に対してエッチングの選択性があれば特にポリイミドに限定されるものではない。また、圧電体基板として水晶を用いたが、表面弾性波素子に使われるタンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム、リチウムテトラボレートなどの基板を用いることも特に問題はない。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、セルフアライメント露光方式で電極表面上のみに絶縁膜を形成でき、表面弾性波素子の特性で、特に重要な挿入損失をほとんど増加させずにショート防止が出来るという有利な効果と、絶縁膜をエッチングすることで周波数を所望の値に調整でき歩留まりの改善に大きな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態１の表面弾性波素子のインターデジタルトランスデューサ部の断面構造図
【図２】
本発明の実施の形態２の表面弾性波素子のインターデジタルトランスデューサの断面構造図
【図３】
（ａ）本発明の実施の形態１に用いた表面弾性波素子の電極パターン構成図
（ｂ）同表面弾性波素子の等価回路構成図
【図４】
本発明の実施の形態１の表面弾性波素子を作成するための工程図
【図５】
本発明の実施の形態１の表面弾性波素子の周波数変化量と挿入損失の関係を全面に絶縁膜を形成した場合と比較した特性図
【図６】
本発明の実施の形態１の表面弾性波素子に用いた電極パターン構成図
【図７】
本発明の実施の形態１の表面弾性波素子を作成するための別の工程図
【図８】
本発明の実施の形態２の表面弾性波素子を作成するための工程図
【図９】
（ａ）従来の表面弾性波素子の平面形状を示す平面図
（ｂ）従来の表面弾性波素子の断面形状を示す断面図
【符号の説明】
１  圧電体基板
２  インターデジタルトランスデューサ電極
３  反射器電極
２１  インターデジタルトランスデューサ電極
３１  絶縁膜
４１  ネガ型感光性樹脂